Introducción al sistema endocrino 1: Hormonas y clasificación

1.1 ¿Qué hace que una sustancia química sea una hormona?

Una hormona es una sustancia química secretada en la sangre, por una célula o un grupo de células, para su transporte a una diana distante, donde ejerce efecto a bajas concentraciones.

Esta definición no es del todo cierta por varios matices:

• Las hormonas son secretadas por una célula o un grupo de células: Hoy en día se sabe que existen células endocrinas aisladas (sistema endocrino difuso), neuronas (neurohormonas) y células del sistema inmune (citocinas) que secretan hormonas.
• Las hormonas se secretan en la sangre: Ocurre en la mayoría de los casos, pero con las feromonas no es así. Se clasifican como ectohormonas y son liberadas para generar una respuesta fisiológica o conductual sobre organismos de la misma especie.
• Las hormonas son transportadas hasta dianas lejanas: En el caso de los factores de crecimiento no parece que ocurra así, ya que no se distribuyen ampliamente a través de la circulación. Tampoco ocurre con los eicosanoides.
• Las hormonas ejercen su efecto a muy bajas concentraciones: Algunas sustancias no se consideran hormonas, porque necesitan concentraciones altas para actuar, cómo por ejemplo la histamina. Existe debate con sustancias similares.

1.2 Las hormonas actúan uniéndose a receptores

Todas las hormonas deben unirse a receptores en las células diana para desencadenar una respuesta. La respuesta se denomina mecanismo de acción celular. Los efectos de cada hormona pueden variar dependiendo de donde actúen. Por ejemplo, la insulina modifica las proteínas de transporte de glucosa y las enzimas necesarias para su metabolismo en el tejido adiposo y muscular. Sin embargo, en el hígado solo modula la actividad enzimática y, en el cerebro, el metabolismo de la glucosa no precisa insulina.

1.3 La acción hormonal debe ser detenida

Continuando con la insulina como ejemplo, en una situación donde la producción de esta hormona no se detuviera, los niveles de glucosa bajarían tanto que el sistema nervioso no podría funcionar correctamente. Por este motivo, las hormonas son degradadas a metabolitos inactivos, por enzimas hepáticas y renales. La velocidad de degradación está indicada por la vida media, que es la cantidad de tiempo necesario para reducir la concentración de hormona a la mitad.

2. Clasificación de las hormonas

Se pueden clasificar por diferentes criterios:

•  Según su lugar de producción.
• Según su secreción: Si está controlada por el cerebro o no.
• Según su unión a receptores asociados a proteína G, receptores asociados a tirosincinasa o a receptores intracelulares.
• Según su clase química: Hormonas peptídicas, esteroideas o derivadas de aminoácidos.

2.1 La mayoría de las hormonas son péptidos o proteínas (Ver vídeo)

Pueden ser desde péptidos con 3 aminoácidos hasta glucoproteínas.

2.1.1 Síntesis, almacenamiento y secreción de las hormonas peptídicas

El péptido inicial se produce en el ribosoma (preprohormona). Posteriormente, se desplaza a través del retículo endoplasmático y el complejo de Golgi, donde se produce prohormona. Esta, en el complejo de Golgi, se almacena en vesículas secretoras junto con enzimas proteolíticas, que cortan la prohormona generando un fragmento activo (modificación postraduccional). Las vesículas secretoras se almacenan en el citoplasma hasta que se liberan por exocitosis dependiente de calcio.

2.1.2 Modificación postraduccional de las prohormonas

En algunos casos como en la hormona liberadora de tirotropina, las prohormonas poseen múltiples copias de la hormona, por tanto se liberan varios fragmentos activos. En otros casos, como en la insulina, los propios fragmentos inactivos (péptido C) son utilizados para determinar cuánta insulina se está produciendo.

2.1.3 Transporte en la sangre y vida media

Se trata de sustancias hidrosolubles, por lo que no tienen dificultades para disolverse en el líquido extracelular. La vida media suele ser de minutos.

2.1.4 Mecanismo de acción celular de las hormonas peptídicas

Al ser lipófobas son incapaces de atravesar la membrana plasmática. Se unen por tanto a receptores de membrana para la transducción de señales. Muchas hormonas utilizan el AMPc como segundo mensajero. Los cambios causados por este grupo de hormonas en las células conllevan una respuesta rápida al tratarse de aperturas o cierres de canales de membrana y la modulación de enzimas o de proteínas transportadoras.

2.2 Las hormonas esteroideas derivan del colesterol (Ver vídeo)

Son producidas solo en algunos órganos como la corteza suprarrenal y las glándulas suprarrenales. También se producen en las gónadas y en la placenta.

2.2.1 Síntesis y secreción de las hormonas esteroideas

Las células que las producen tienen gran retículo endoplasmático. Sintetizan sustancias lipófilas que difunden bien a través de las membranas, pero que no pueden ser almacenadas en vesículas. Por tanto, este grupo de hormonas se produce a demanda. Cuando un estímulo activa la célula endocrina, los precursores en el citoplasma se transforman rápido en hormona activa, elevando así la concentración de esta, que sale por difusión simple al líquido extracelular.

2.2.2 Transporte en la sangre y vida media de las hormonas esteroideas

Al no ser muy solubles en plasma necesitan unirse a proteínas transportadoras. Algunas se unen a la globulina de unión a corticoesteroides y otras a la albúmina. Las proteínas protegen a las hormonas de la degradación enzimática, elevando la vida media a 60-90 minutos.

La hormona unida a la proteína no puede penetrar en la célula, pero por la acción de masas se equilibra la cantidad de hormona unida a proteínas y libre, que difunde al citoplasma. Es suficiente una pequeña cantidad de hormona para causar una respuesta.

2.2.3 Mecanismo de acción celular de las hormonas esteroidas

El destino final es el núcleo, donde actúan como un factor de transcripción, que se une al ADN activando o reprimiendo uno o más genes. Los genes activados producen ARNm nuevo que dirige la síntesis de nuevas proteínas. Este proceso requiere de un tiempo para llevarse a cabo, por este motivo las hormonas esteroideas no participan en vías reflejas que requieren respuestas rápidas.

2.3 Algunas hormonas derivan de aminoácidos

Son sintetizadas a partir del triptófano o de la tirosina. La melatonina deriva del primero, pero el resto de hormonas derivadas de aminoácidos (catecolaminas) y las hormonas tiroideas derivan de la tirosina. Las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y dopamina) son neurohormonas que se unen a receptores de membrana igual que las hormonas peptídicas. Las hormonas tiroideas se comportan más como las esteroideas.